JP2925122B2 - ハニカム状セラミツクス触媒担体の製造法 - Google Patents

ハニカム状セラミツクス触媒担体の製造法

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JP2925122B2 JP2417936A JP41793690A JP2925122B2 JP 2925122 B2 JP2925122 B2 JP 2925122B2 JP 2417936 A JP2417936 A JP 2417936A JP 41793690 A JP41793690 A JP 41793690A JP 2925122 B2 JP2925122 B2 JP 2925122B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は触媒担体として単位容積
当りの表面積が極めて広く、且つ触媒粒子の剥離または
飛散なく単位容積当り大量の触媒を均等に担持した高性
能のハニカム状セラミツクス触媒担体の製造法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】セラミツクス繊維に少量の有機質繊維お
よびバインダーを加えて抄造した紙によりハニカム状に
積層成形し、紙または成形物にコロイダルシリカまたは
エチルシリケー卜を含浸させた後このケイ素化合物をシ
リカゲルに変換し、次いで成形物を焼成して紙の中の有
機質繊維および有機結合剤を燃焼除去して触媒担体を得
ることは特公昭59−15028号公報に開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法で得られた
触媒担体に触媒たとえばチタニア、ゼオライトなどの粉
末をゾルなどの形で含浸固着する場合、紙またはその成
形物に既にシリカゲルが含浸固着しているためこの担体
に触媒粒子を含浸担持させる場合には触媒粒子が繊維間
隙にまで浸入することは極めて困難で大半の触媒粒子が
紙の表面に付着するに止まり、従つて触媒担体に大量の
触媒を担持させることが困難であり、且つ使用中に処理
流体の流れによつて触媒の脱離、剥離、キヤリーオーバ
ーが発生する欠陥は免れ得ない。
【0004】本発明は上記の触媒担体において触媒の担
持量を更に増加させて触媒作用を向上し、かつ高温また
は高速の流体を処理する場合においても触媒が担体から
脱離、剥離またはキヤリーオーバーするおそれのない高
性能の触媒担体を得ようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
繊維を主成分とし、有機質または無機質のバインダーを
使用して抄造してなるセラミックス繊維紙の平面紙と波
形紙とを接着剤により接着して片波成形体を得、該片波
成形体を接着剤により接着積層してハニカム状ブロック
となし、このブロックを酸素含量を減少した熱風により
焼成して紙及び接着剤に含まれる有機成分を焼却除去し
て多孔質となした後、触媒粒子の分散体を含浸して大量
の触媒粒子を紙の繊維間隙および表面に定着し、その後
ミリミクロンオーダーの超微粒子よりなるシリカゾルま
たはアルミナゾル等無機結合剤の分散体を触媒粒子およ
びセラミックス繊維の間隙に均等に含浸し乾燥すること
により紙の繊維と触媒粒子との結合力を増加させ、もっ
て高温または高速の流体を処理する場合にも触媒粒子の
脱離または剥離あるいはそれに伴うキャリーオーバーを
生ぜず長期の使用に絶え得る高性能の触媒担体を得られ
るものである。
【0006】
【実施例1】セラミツクス繊維85重量%、パルプ8重
量%、有機バインダー7重量%の組成よりなり厚さ0.
22mm、見掛け比重0.5g/cmに抄造してなる
セラミツクス紙を用いて波長6.3mm、波高3.5m
mの波形紙1となし、固形分45%のポリ酢酸ビニール
エマルジヨン50%、固形分20%のシリカゾル30
%、触媒粒子たとえば酸化チタン(粒子径5μ以下)2
0%の組成よりなる接着剤を用いて平面紙2と接着して
図2に示す片波成形体となし、該片波成形体を上記同様
ポリ酢酸ビニールとシリカゾルと触媒粒子とを混合した
接着剤を用いて積層し図1に示すブロツクを得る。この
ブロツクの嵩比重は約75kg/mである。次にこの
ブロツクを焼成炉に入れ酸素含量10%以下、温度65
0℃、流速1.5m/sec.の熱風をハニカムの小透
孔内に通し5時間焼成する。これによりブロツクの嵩比
重は約61kg/mとなる。次いで粒子径5μ以下の
アナタース型酸化チタンを約30%含有する懸濁液に該
ブロツクを数分間浸漬した後約120℃の熱風で約60
分間乾燥する。この時のブロツクの嵩比重は153kg
/mである。更にこれを粒子径10〜20mμのシリ
カを20%含有するシリカゾルに数分間浸漬し、温度3
00℃の熱風により乾燥してハニカム状セラミツクス触
媒担体を得る。この触媒担体の嵩比重は179kg/m
であつた。
【0007】
【実施例2】セラミツクス繊維85重量%、パルプ8重
量%、有機および無機の混合バインダー7重量%の組成
よりなり厚さ0.22mm、見掛け比重0.5g/cm
に抄造してなるセラミツクス紙を用いて波長3.4m
m、波高1.7mmの波形紙1となし、固形分45%の
ポリ酢酸ビニールエマルジヨン60%、固形分20%の
シリカゾル40%の組成よりなる接着剤を用いて平面紙
2と接着して図2に示す片波成形体となし、該片波成形
体を上記同様有機系と無機系とを混合した接着剤を用い
て積層し図1に示すブロツクを得る。このブロツクの嵩
比重は約154kg/mである。次にこのブロツクを
焼成炉に入れ酸素含量10%以下、温度650℃の熱風
により5時間焼成する。これによりブロツクの嵩比重は
約125kg/mになる。次いで粒子径3〜5μのア
ナタース型酸化チタン40%を粒子径10〜20mμの
シリカゾル(固形分20%)60%に分散させた懸濁液
に該ブロツクを数分間浸漬した後約120℃の熱風で約
30分間乾燥してハニカム状セラミツクス触媒担体を得
る。得られた触媒担体の嵩比重は360kg/mであ
つた。
【0008】
【実施例3】セラミツクス繊維85重量%、パルプ8重
量%、有機バインダー7重量%の組成よりなり厚さ0.
40mm、見掛け比重0.45g/cmに抄造してな
るセラミツクス紙を用いて波長6.3mm、波高3.5
mmの波形紙1となし、固形分45%のポリ酢酸ビニー
ルエマルジヨン50%、固形分20%のシリカゾル30
%、触媒粒子たとえばゼオライトのエマルジヨン20%
の組成よりなる接着剤を用いて平面紙2と接着して図2
に示す片波成形体となし、該片波成形体を上記同様ポリ
酢酸ビニールとシリカゾルと触媒粒子たとえばゼオライ
トとを混合した接着剤を用いて積層し図1に示すブロツ
クを得る。このブロツクの嵩比重は約110kg/m
である。次にこのブロツクを焼成炉に入れ酸素含量10
%以下、温度650℃、流速1.5m/sec.の熱風
をハニカムの小透孔内に通し5時間焼成する。これによ
りブロツクの嵩比重は約91kg/mとなる。次いで
粒子径5μ以下のゼオライトを約30%含有する懸濁液
に該ブロツクを数分間浸漬した後約120℃の熱風で約
60分間乾燥する。この時のブロツクの嵩比重は233
kg/mである。更にこれを粒子径10〜20mμの
シリカを20%含有するシリカゾルに数分間浸漬し、温
度300℃の熱風により乾燥してハニカム状セラミツク
ス触媒担体を得る。この触媒担体の嵩比重は268kg
/mであつた。
【0009】
【実施例4】セラミツクス繊維85重量%、パルプ8重
量%、有機質と無機質との混合バインダー7重量%の組
成よりなり厚さ0.40mm、見掛け比重0.45kg
/cmに抄造してなるセラミツクス紙を用いて波長
6.3mm、波高3.5mmの波形紙1となし、固形分
45%のポリ酢酸ビニールエマルジヨン60%、固形
分20%のシリカゾル40%の組成よりなる接着剤を用
いて平面紙2と接着して図2に示す片波成形体となし、
該片波成形体を上記同様有機系と無機系とを混合した接
着剤を用いて積層し図1に示すブロツクを得る。このブ
ロツクの嵩比重は約113kg/mである。次にこの
ブロツクを焼成炉に入れ酸素含量10%以下、温度65
0℃、流速1.5m/sec.の熱風により5時間焼成
する。これによりブロツクの嵩比重は約93kg/m
になる。次いで粒子径3〜5μのゼオライト40重量%
を粒子径10〜20mμ、固形分20%のシリカゾル6
0重量%に分散させた懸濁液に該ブロツクを数分間浸漬
した後約120℃の熱風で30分間乾燥してハニカム状
セラミツクス触媒担体を得る。得られた触媒担体の嵩比
重は267kg/mであつた。
【0010】
【作用】本発明により大量の触媒を担持させたハニカム
状セラミツクス触媒担体は必要に応じ更に触媒成分その
他を含浸添加して流体処理用のハニカム状触媒として使
用する。
【0011】
【発明の効果】本発明は上記の構成よりなるので、セラ
ミツクス繊維紙よりハニカム状ブロツクを成形した後、
触媒粒子の分散体を含浸するに先立つて酸素含量を減少
した熱風をハニカムの小透孔内に通して焼成したのでセ
ラミツクス繊維紙および積層用接着剤に含まれている有
機成分はすべて分解、燃焼または揮散しもともと約0.
5g/cm程度の嵩比重であつたセラミツクス繊維紙
は0.3〜0.5g/cm程度の更に低い嵩比重にな
つて空隙率は更に増大し、大量の触媒粒子即ち焼成後の
ブロツクの重量に対し約250%の触媒粒子を担持させ
ることができ、ブロツクに付着していた有機成分はすべ
て除去されているので触媒粒子の付着性もよく、その後
ミリミクロンオーダーの粒子径よりなるシリカ、アルミ
ナ等無機結合剤をゾルの形で含浸するので、この無機結
合剤の微粒子は触媒粒子を既に担持したセラミツクス繊
維紙の繊維および触媒粒子の間隙に容易に浸入し、セラ
ミツクス繊維紙に対する触媒粒子の固着を強固にし、得
られたセラミツクス触媒担体は高速の流体を処理する場
合にも触媒粒子が脱離または剥離しキヤリーオーバーに
よつて飛散し性能を劣化するおそれなく、またすべて不
燃性の無機物のみで構成されているので、高温において
も発火または劣化するおそれなく化学的にも安定で流体
の処理に際しての圧力損失も極めて小さく機械的外力に
も充分耐え、担持した触媒の性能に変化のない限り半永
久的に使用することができ、また製造に当つても高価な
装置あるいは特殊な技術を要することなく簡易確実に廉
価に製造し得る効果を有するものである。
【0012】またセラミツクス繊維紙の厚さを極端に薄
くすると片波成形体の成形に際し紙が破れ易く満足な片
波成形体およびハニカム状ブロツクの処理が困難であ
り、一方セラミツクス繊維紙の厚さを極端に厚くすると
波形紙の成形が困難になるが、本発明においては厚さ
0.1〜0.4mmの範囲のセラミツクス繊維紙を使用
したので波形紙の成形、ハニカム状ブロツクの処理にお
いて支障なく作業し得る効果を有する。
【0013】更に片波成形体を成形するときの接着剤お
よびまたは該片波成形体を積層するときの接着剤として
有機質と無機質触媒粒子とを混合して使用するときは片
波成形体の成形および積層に際しては有機質接着剤が初
期接着力を発揮し、焼成して有機物を除去した後は無機
質触媒粒子がシリカゾル、アルミナゾル等無機結合剤の
固形分とともに接着力を発揮し触媒担体の補強に寄与し
得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブロツクおよびハニカム状セラミツクス触媒担
体の例を示す斜視図である。
【図2】片波成形体を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 波形紙 2 平面紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 35/04 B01J 35/06 B28B 1/00 B28B 1/52

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス繊維、パルプ、有機質または
    無機質のバインダーよりなるシートを片波成形体に成形
    し、前記片波成形体を積層してハニカム状のブロックを
    形成し、酸素含量を減少した熱風を前記ブロックの小透
    孔内に通して前記ブロックを焼成し、触媒粒子の分散体
    を含浸し乾燥して触媒粒子を前記ブロックのセラミック
    ス繊維間およびシートの表面に定着した後、シリカゾル
    またはアルミナゾル等無機結合剤の分散体を含浸乾燥す
    ることを特徴とするハニカム状セラミックス触媒担体の
    製造法。
  2. 【請求項2】 セラミックス繊維60〜93%、パルプ2
    0〜3%、有機質または無機質のバインダー20〜4%
    の組成よりなり厚さ0.1mm〜0.4mm、見掛比重
    0.5g/cm 以下になるよう抄造した紙を片波成形体
    に成形し、前記片波成形体を積層してハニカム状のブロ
    ックを形成し、酸素含量を減少した400〜750℃の
    熱風を前記ブロックの小透孔内に通して焼成し、触媒粒
    子の分散体を含浸し乾燥して触媒粒子を前記ブロックの
    セラミックス繊維間及び紙の表面に定着した後、更にシ
    リカゾルまたはアルミナゾル等無機結合剤の分散体を含
    浸し乾燥することを特徴とするハニカム状セラミックス
    触媒担体の製造法。
  3. 【請求項3】 セラミックス繊維60〜93%、パルプ2
    0〜3%、有機質または無機質のバインダー20〜4%
    の組成よりなり厚さ0.1mm〜0.4mm、見掛比重約
    0.5〜0.25g/cmなるよう抄造した紙を片波成
    形体に成形し、前記片波成形体を積層してハニカム状の
    ブロックを形成し、酸素含量を減少した400〜750
    ℃の熱風を前記ブロックの小透孔内に通して焼成し、触
    媒粒子とシリカゾルまたはアルミナゾル等無機結合剤と
    の混合分散体を含浸し乾燥して触媒粒子を前記ブロック
    のセラミックス繊維間及び紙の表面に定着することを特
    徴とするハニカム状セラミックス触媒担体の製造法。
  4. 【請求項4】 片波成形体を成形するときの接着剤及びま
    たは前記片波成形体を積層するときの接着剤として有機
    質接着剤と無機質触媒粒子とを混合した接着剤を使用す
    請求項1から 請求項3の何れかに記載のハニカム状
    セラミックス触媒担体の製造法。
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